空气干燥机再生循环的改进的控制制造技术

一种用于空气干燥机的控制系统，其响应于干燥循环周期而使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换，干燥循环周期与如由空气干燥机的进口中的空气流的温度确定的进口的空气流中的水蒸汽的饱和分压力成比例。该系统还可以包括接近度传感器，其被定位在第一主风缸与第二主风缸之间的回流止回阀中以根据通过空气干燥机的流率来进一步调节再生循环周期。

Improved control of regeneration cycle of air dryer

A control system for air dryer, in response to the drying cycle and make the air flow through each of the two towers in the desiccant and counter flow switch, such as drying cycle and by inlet air dryer air flow in the air inlet temperature to determine the flow in the saturated steam pressure proportional. The system may also include a proximity sensor, which is positioned in a backflow check valve between the first main air cylinder and the second main air cylinder to further regulate the regeneration cycle cycle according to the flow rate of the air dryer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及干燥剂空气干燥机，并且更具体地涉及用于控制双塔干燥剂空气干燥机的再生循环的系统和方法。
技术介绍
用于铁路使用的空气干燥机通常为“变压吸附”类型的，也被称为双塔干燥剂空气干燥机。用于在两柱干燥剂之间切换的基本控制方案是由来自压缩机控制的“压缩机打开”信号启用的固定计时器。每当压缩机运行时，空气干燥机以固定时间周期在两柱干燥剂之间循环以将湿品空气引导通过一个柱以去除水蒸汽，由此得到干品空气，而同时获取一部分干品空气并将其反流通过干燥剂的另一先前饱和的柱以去除积累的水分。尽管简单且鲁棒，但是该控制方案是低效率的并且浪费相当大量的能量。典型的AAR机车空气供应系统包括压缩机和串联的两个主风缸(mainreservoir)MR1和MR2。空气干燥剂通常被安装在MR1与MR2之间，使得干燥空气被递送到MR2。MR2被用作列车制动系统的专属空气源并且由MR1与MR2之间的回流止回阀保护。MR1中的空气被用于其他机车空气消耗者，如雨刷器、喇叭、磨砂机、等等。当从MR1或MR2消耗空气时，压缩机将操作以对系统进行再装载。如果MR1中的空气压力小于MR2，则压缩机将操作使得空气流动到MR1中以对其进行再装载，但是空气将不会流动到MR2中直到MR1中的压力大于MR2中的压力。在这种情形下，空气干燥机再生循环由压缩机‘打开’信号启用。然而，因为在MR1与MR2之间不存在空气流动，所以不存在流过空气干燥机的空气。因此，由空气干燥机再生循环消耗的干品净化空气被浪费。现有固定计时器再生控制方案的第二个固有低效率在于其假设传入的“湿”空气的水含量是恒定的，并且固定计时周期基于最大流和最大湿空气的最坏情况。空气中的水蒸汽的量与饱和水蒸汽分压力(其与温度具有高度非线性的指数类关系)直接成比例。例如，在0°F处的饱和水蒸汽分压力为0.01857psia；在70°F处，其为0.3633psia；在125°F处，其为1.9447psia，并且在150°F处，其为3.7228psia。对比之下，在125°F处的空气能够包含多达在70°F处的空气五倍的水蒸汽，并且在150°F处的空气能够包含多达在70°F处的空气10.2倍的水蒸汽。因此，在125°F处的空气能够包含多达在0°F处的空气105倍的水蒸汽，并且在150°F处的空气能够包含多达在0°F处的空气200倍的水蒸汽。因此，清楚的是，在干燥剂床的持水能力和在最大进气温度(例如150°F)处的饱和空气的水含量上建立的空气干燥机固定循环时间再生循环将比较低温度频繁得多得多地循环并且因此浪费干品净化空气。例如，被设计为处理150°F饱和空气的系统将循环多达在70°F处的10.2倍并且多达在0°F处的200倍。因此，在70°F处，存在节省大约(17％-17％/10.2)＝15％的产品空气和因此被浪费的压缩机能量的机会。
技术实现思路
本专利技术包括一种用于空气干燥机的控制系统，其响应于再生循环信号而使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换。在干燥循环时间是空气流过活动干燥剂塔的时间并且再生循环时间是净化空气反流通过饱和的干燥剂塔的持续时间的情况下，该系统可以包括在再生循环保持被优化从而使干燥剂床以最小净化空气使用再生的固定持续时间的恒定周期的同时取决于温度可变的干燥循环时间。该系统包括传感器，其被定位在到空气干燥机的进口中以输出与进口中的空气流的温度相对应的信号。该系统还包括被互连到温度传感器的控制器，其被编程为基于与空气干燥机的进口中的空气流的温度相对应的信号来计算与进口的空气流中的水蒸汽的饱和分压力成比例的干燥循环时间，并且被编程为根据干燥循环时间来输出使干燥机切换通过再生的干燥的干燥剂塔的活动流的再生循环信号并且被编程为利用通过饱和的干燥剂塔的干燥空气的反流启动饱和的塔的再生循环。例如，控制器可以被编程为基于最大循环时间来计算干燥循环时间，最大循环时间基于最大实际进气温度来调节。干燥循环T(dry)可以基于最大循环时间T(dry)maxcycle来计算并且根据以下公式通过最大实际进气温度来调节：T(dry)＝T(dry)maxcyclex[在最大实际进气温度时的饱和分压力]/[在最大进气温度时的饱和分压力]该系统还可以包括被定位在回流止回阀中的接近度传感器，回流止回阀被定位为在串联连接的第一主风缸与第二主风缸之间流体连通。接近度传感器可以被配置为输出表示回流止回阀的位置的二进制信号。在该实施例中，控制器被编程为仅仅在位置传感器已经输出了指示回流止回阀打开的信号时发送再生循环信号。另外，控制器可以额外地被编程为基于回流止回阀是打开的还是关闭的来估计通过空气干燥机的体积空气流。接近度传感器还可以被配置为输出表示回流止回阀的位置的比例信号。在该实施例中，控制器被编程为计算通过空气干燥机的体积空气流。控制器还可以被编程为基于所计算的体积空气流来调节再生循环时间。本专利技术的控制方法包括：测量到空气干燥机的进口中的空气流的温度；基于到空气干燥机的进口中的空气流的温度来计算与进口的空气流中的水蒸汽的饱和分压力成比例的干燥循环时间；并且根据干燥循环时间来使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换。该方法还可以包括计算干燥循环时间，其包括基于最大实际进气温度来调节最大循环时间，其中，基于最大实际进气温度来调节最大循环时间T(dry)maxcycle以确定再生循环时间T(dry)根据以下公式来执行：T(dry)＝T(dry)maxcyclex[在最大实际进气温度时的饱和分压力]/[在最大进气温度时的饱和分压力]该方法还可以包括确定被定位为在串联连接的第一主风缸与第二主风缸之间流体连通的回流止回阀的位置的步骤，并且根据干燥循环时间来使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换仅仅发生在回流止回阀打开时。如果阀仅仅被确定为被打开或被关闭，则可以基于回流止回阀是打开的还是关闭的来估计通过空气干燥机的体积空气流。如果阀的实际位置被确定，则可以计算通过空气干燥机的体积空气流。干燥循环时间可以之后基于所估计的或所计算的体积空气流来调节。附图说明通过结合附图阅读下面的详细描述更完全地理解和认识本专利技术，在附图中：图1是包括本专利技术的控制系统可以被使用在其中的双塔干燥剂空气干燥机的机车空气供应系统的示意图；图2是根据本专利技术的用于双塔干燥剂空气干燥机的控制系统的示意图；图3是用于在对本专利技术的控制系统进行编程中使用的水蒸汽分压力对比环境温度的图形；图4是根据本专利技术的具有位置传感器的第一回流止回阀的示意图；图5是根据本专利技术的具有位置传感器的第二回流止回阀的示意图；图6是根据本专利技术的具有位置传感器的第三回流止回阀的示意图。具体实施方式现在参考附图，其中，类似的附图标记在其中指代类似的部件，在图2中可见结合例如图1所示的机车空气供应系统使用的用于双塔干燥剂空气干燥机12的控制系统10。例如，机车空气供应系统包括空气压缩机14，其将压缩空气经由后冷却器16提供到第一主风缸MR1。加压空气之后通过回流止回阀18从MR1流动到空气干燥机12。干燥空气之后从空气干燥机12被提供到第二主风缸MR2以用于由机车制动系统20使用。在控制系统10中，空气干燥机12的干燥时间循环是可变的并且仅仅与进气温度成比例，或者与进气温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空气干燥机的控制系统，其响应于再生循环信号而使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换，所述控制系统包括：传感器，其被定位在到空气干燥机的进口中以输出与所述进口中的空气流的温度相对应的信号；被互连到所述温度传感器的控制器，其被编程为基于与所述空气干燥机的进口中的空气流的温度相对应的信号来计算与所述进口的空气流中的水蒸汽的饱和分压力成比例的干燥循环时间，并且被编程为根据所述干燥循环时间来输出使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换的再生循环信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于空气干燥机的控制系统，其响应于再生循环信号而使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换，所述控制系统包括：传感器，其被定位在到空气干燥机的进口中以输出与所述进口中的空气流的温度相对应的信号；被互连到所述温度传感器的控制器，其被编程为基于与所述空气干燥机的进口中的空气流的温度相对应的信号来计算与所述进口的空气流中的水蒸汽的饱和分压力成比例的干燥循环时间，并且被编程为根据所述干燥循环时间来输出使通过两个干燥剂塔中的每个的空气的流和反流切换的再生循环信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被编程为基于最大循环时间来计算所述干燥循环时间，所述最大循环时间基于最大实际进气温度来调节。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述干燥循环T(dry)基于最大循环时间T(dry)maxcycle来计算并且根据以下公式通过所述最大实际进气温度来调节：T(dry)＝T(dry)maxcyclex[在最大实际进气温度时的饱和分压力]/[在最大进气温度时的饱和分压力]4.根据权利要求1所述的系统，还包括被定位在回流止回阀中的接近度传感器，所述回流止回阀被定位为在串联连接的第一主风缸与第二主风缸之间流体连通。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述接近度传感器被配置为输出表示所述回流止回阀的位置的二进制信号，并且所述控制器被编程为仅仅在所述位置传感器已经输出了指示所述回流止回阀打开的信号时发送所述再生循环信号。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器还被编程为估计通过所述空气干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·C·赖特，理查德·科哈尔，
申请(专利权)人：纽约气闸有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US